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C++中如何判断素数
2023-06-27 19:48:15 深夜i     --     --
C++ 素数 判断

素数是指只能被1和它本身整除的正整数,对于C++程序员来说,判断一个数是否为素数是一项基本任务。本文将介绍几种判断素数的方法。

方法一:试除法

试除法是指从2开始,不断尝试将该数除以2到sqrt(n)之间的数,如果能整除,说明该数不是素数,否则就是素数。具体实现代码如下:

 c++

bool isPrime(int n) {

  if(n < 2) return false;

  int m = sqrt(n);

  for(int i = 2; i <= m; i++) {

    if(n % i == 0) return false;

  }

  return true;

}

方法二:埃氏筛法

埃氏筛法是一种可以用来快速获得小于某个数的所有素数的算法,它的基本思想是将每个数标记成“已经筛选过了”或“还没有被筛选”。具体实现代码如下:


bool isPrime(int n) {

  if(n < 2) return false;

  bool arr[n+1];

  memset(arr, true, sizeof(arr));

  for(int i = 2; i <= sqrt(n); i++) {

    if(arr[i]) {

      for(int j = i*i; j <= n; j += i) {

        arr[j] = false;

      }

    }

  }

  return arr[n];

}

方法三:米勒-拉宾素性检验

米勒-拉宾素性检验是一种概率性算法,其基本思想是对于一个奇数n,随机选择一个整数a,判断a是否为n的因数,如果是,则n为合数,如果不是,则需要进行更多的判定,直到一定的概率判定为素数。具体实现代码如下:


ll quickPow(ll x, ll p, ll mod) {

  ll ans = 1 % mod;

  while(p > 0) {

    if(p & 1) ans = ans * x % mod;

    x = x * x % mod;

    p >>= 1;

  }

  return ans;

}

bool MillerRabin(ll n) {

  if(n == 2) return true;

  if(n < 2 || n % 2 == 0) return false;

  ll d = n-1;

  for(; d % 2 == 0; d /= 2) {

    ll a = rand() % (n-2) + 2;

    ll x = quickPow(a, d, n);

    ll y = 0;

    for(; d != n-1 && x != 1 && x != n-1; d *= 2) {

      y = x;

      x = x * x % n;

    }

    if(x != n-1 && y % 2 == 0) return false;

  }

  return true;

}

以上三种方法都可以有效地判断一个数是否为素数,程序员可以根据自己的实际需求选择合适的方法。

  
  

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